镇扬汽渡水域船舶碰撞危险智能预警模型研究

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1、学校编码１０３９０分类号Ｕ６７５２０１４１２８５２００８密级学号工程硕士专业学位论文镇扬汽渡水域船舶碰撞危险智能预警模型研究指导教师：邵哲平教授徐力高级弓引航员作者姓名：高建杰申请学位级别：硕士领域名称：交通运输工程论文提交日期：２０１８年４月７日论文答辩日期：２０１８年６月１２日学位授予单位：集美大学０１８年６月学位授予日期：２答辩委员会主席：凌朝东教授学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研宄成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文

2、中不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人纖：敲吝、时间：＞Ｉ名ｈ，保护知识产权声明本人完全了解集美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，可以采用，允许论文被查阅和借阅影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意集美大学可以用不同方式在不同媒体上发表。、传播学位论文的全部或部分内容作者（签名导师（签名）：？时间？＞〇丨＆“７工程硕士专业学位论文镇扬汽渡水域船舶碰撞危险智能预警模型研究R

3、esearchofCollisionRiskEarlyWarningIntelligentModelinZhenyangFerryWaters作者姓名：高建杰指导教师：邵哲平教授徐力高级引航员领域名称：交通运输工程学位授予单位：集美大学论文答辩日期：2018年6月12日镇扬汽渡水域船舶碰撞危险智能预警模型研究摘要镇扬汽渡处于长江江苏段中上游交通枢纽位置，该水域交通繁忙，船舶种类多，镇扬汽渡客货运量大，汽渡轮横穿该水域航道，与航经船舶频繁交叉会遇。现有VTS对船舶间的碰撞危险判断沿用雷达ARPA功能预警机制，即系统根据设定的两船间的最小DC

4、PA和最小TCPA作为危险判定阈值。在镇扬汽渡如此繁忙的水域，如果阈值设定偏大会频繁报警，设置偏小则会影响避让时机，不能提供准确的避碰预警信息。因此，需要研究适合该水域的船舶碰撞危险预警方法，以便对船舶的碰撞危险做出及时准确的预报。本文依托江苏镇扬汽渡管理处委托的“江苏镇扬汽渡渡轮航行避碰智能预警及避碰辅助决策关键技术研究”，做了以下研究工作：（1）针对VTS以及船舶碰撞危险预警机制存在的问题，重点研究了汽渡轮危险评判阈值计算模型。采用客观与主观相结合的研究方法，基于船舶尺度、航向、速度、汽渡轮操纵性能，运用真运动几何分析，结合驾驶员操纵

5、习惯及其对不同会遇局面两船通过时安全余量SM的感受，针对镇扬汽渡水域的特殊性以及危险度等级划分需要，建立临界碰撞距离SDAmin、临界安全会遇距离SDA_L及安全会遇距离外边界SDAmax阈值模型，作为不同等级判定阈值的量化基础，亦作为安全会遇距离（SDA）的边界，构成SDA边界模型。（2）建立了汽渡轮碰撞危险度阈值计算模型。在开阔水域船舶危险度阈值计算模型理论基础上，本文通过专家咨询和问卷调查，总结了汽渡轮驾驶员通常避让操纵方法，结合SDA边界模型，采用相对运动分析方法，计算出汽渡轮与目标船的一般危险距离、紧迫局面距离、临界紧迫危险距离

6、及相应的施舵时机Tl_15、Tl_30、Tl_50，从而建立以施舵时机为避让紧迫度的多目标船危险度排序，并对目标船的危险度进行了等级划分，给出对应不同等级的报警信号。（3）实现了汽渡轮碰撞危险智能预警模型验证。基于前期研究的船舶拟人智能避碰决策基础模型及算法，将建立的汽渡轮碰撞危险智能预警模型，以算法的形式集成到我校自主研发的船舶智能操控（ShipIntelligentHandleandControl，简称SIHC）仿真研究平台，通过设计仿真实验方案，验证两船通过时安全余量SM、安全会遇距离外边界SDAmax及危险度阈值计算模型的合理性。

7、关键词：镇扬汽渡水域；碰撞危险；预警模型；安全会遇距离；仿真实验IResearchofCollisionRiskEarlyWarningIntelligentModelinZhenyangFerryWatersAbstractZhenyangferrywatersislocatedinthemiddleandupperreachesoftheYangtzeRiverinJiangsuProvince.Therearevariousandnumerousvesselsnavigating,andthereisalargeamountoffr

8、eightfromZhenyangexchanger.Theferrycrossesthewaterwayencounteringfrequentlywithvesselspassingby.